(57)【要約】【課題】  イオンアシストを併用した斜方蒸着によりＳｉＯ2からなる無機配向膜を形成する際のイオン照射角度を最適化する。【解決手段】  蒸着源（ＳｉＯ2）１２の蒸着方向（蒸着粒子堆積方向）１２ａが基板面と成す角度（蒸着角度）をθとした場合に、イオンガン１４のイオン照射方向１４ａが基板面と成す角度（イオン照射角度）が２θ（許容誤差：±０．２θ）となり、尚且つ角度範囲が２０°≦θ≦４０°となるように、例えばθ＝２０°で２θ＝４０°（許容誤差：±４°）となるようにして斜方蒸着とイオン照射とを同じ側の方向から行う。これにより、無機配向膜表面のカラム構造間に生じる微小な隙間４が減少し、無機配向膜としての機能（品質）を向上させることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンアシストを併用した斜方蒸着により基板表面にＳｉＯ2からなる無機配向膜を形成する無機配向膜の形成方法であって、
前記基板表面に対する前記斜方蒸着による蒸着角度をθ、前記イオンアシストによるイオン照射角度を２θ（許容誤差：±０．２θ）として、２０°≦θ≦４０°の範囲内において前記斜方蒸着と前記イオンアシストとを互いに同じ側の方向から行うことを特徴とする無機配向膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンアシストを併用した斜方蒸着によりＳｉＯ2からなる無機配向膜を形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、斜方蒸着を用いて基板表面に無機配向膜を形成する手法が知られている。図６は、斜方蒸着により形成された無機配向膜を模式的に示す要部拡大断面図で、基板１の表面に斜方蒸着を用いて形成された無機配向膜２は、その表面にカラム構造と呼ばれる柱状構造体３を無数に有しており、そこに液晶分子が規則正しく配列することで液晶の配向が成される。しかしながら、斜方蒸着により形成された無機配向膜２は、形成する際に蒸着粒子を斜め方向（例えば、垂直配向膜では基板面に対して３０°）から堆積させるという斜方蒸着の性質上、互いに隣接するカラム構造間に微小な隙間４が生じてしまい、表面状態が密にならない性質を持っている。無機配向膜表面が密にならないと、液晶分子が正しく配列されず配向不良が発生する虞がある。
【０００３】
図７は、斜方蒸着により形成された無機配向膜表面のＳＥＭ画像（倍率：５万倍、加速電圧：１５ｋＶ）である。当該図７を参照すると、無機配向膜表面にはカラム構造間の微小な隙間４（図中の黒色部分）が生じており、隣接するカラム構造の影となる部分には蒸着粒子が堆積していないことが分かる。
【０００４】
ここで、以上のような問題点に鑑みて、斜方蒸着による無機配向膜の形成時にイオンアシストを併用することで無機配向膜の形状（カラム構造）を安定化させる手法が考案されている。イオンアシストとは、斜方蒸着による蒸着粒子堆積時にイオン発生源（イオンガン）からイオンを照射して蒸着粒子の流れを変化させ、カラム構造間の隙間を埋めたり、カラム構造の頭頂部を平坦化させる手法である。
【０００５】
図８は、イオンアシストを併用した斜方蒸着により無機配向膜を形成する方法を模式的に示す図である。イオンアシストを用いて無機配向膜を形成する際には、まず、真空蒸着室（真空チャンバー）５内に蒸着源（ＳｉＯ2）６と、被蒸着対象である基板（例えば、ガラス基板）７と、イオン発生器であるイオンガン８とを配置する。基板７は、その基板面（被蒸着面）を下方に向けて治具等（不図示）を用いて斜めに固定され、蒸着源６とイオンガン８は、その蒸着方向６ａとイオン照射方向８ａとが互いに対向する向きに配置される。更に蒸着源６とイオンガン８は、基板７の基板面に対してそれぞれ所定の角度を持って配置され、蒸着源６の蒸着方向（蒸着粒子堆積方向）６ａが基板面と成す角度（蒸着角度）、並びにイオンガン８のイオン照射方向８ａが基板面と成す角度（イオン照射角度）は、例えばそれぞれ５°、２５°（図中には基板面の法線からの角度８５°、６５°として表記してある）に設定される。（特許文献１参照）
【０００６】
図９は、以上の構成により無機配向膜の形成を行った際の蒸着粒子の堆積状況を模式的に示す基板表面付近の要部拡大断面図である。当該図９に示すように、イオン照射を蒸着源６の蒸着方向とは反対側の方向から行うことで、イオンガン８から照射されたイオンの流れ（不図示）により蒸着源６から発せられた蒸着粒子の流れ９が緩和され、カラム構造３の頂点部３ａが平坦化される。このようにカラム構造３の頭頂部３ａが平坦化されると、無機配向膜表面に液晶分子が安定して配列するようになる。
【特許文献１】特表２００４−５２６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上説明したように斜方蒸着時にイオンアシストを併用すると無機配向膜の形成を安定して行えるようになるが、その際のイオン照射角度が不適切であるとイオンアシストの効果が十分に得られなくなる。適切なイオン照射角度は蒸着源の種類により異なるため、イオンアシストによる効果を最大限得るためには、使用する蒸着源に応じた最適なイオン照射角度を適用する必要がある。
【０００８】
尚、特許文献１に記載のイオンアシストを併用した斜方蒸着は、主としてカラム構造頭頂部の平坦化を目的として蒸着角度とイオン照射角度を最適化したものであり、斜方蒸着のもう１つの課題であるカラム構造間に生じる隙間を減ずる目的で成されたものではない。
【０００９】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、カラム構造間に生じる隙間を減少させることを目的とした場合のイオン照射角度を最適化した無機配向膜の形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
イオンアシストを併用した斜方蒸着により基板表面にＳｉＯ2からなる無機配向膜を形成する無機配向膜の形成方法であって、
前記基板表面に対する前記斜方蒸着による蒸着角度をθ、前記イオンアシストによるイオン照射角度を２θ（許容誤差：±０．２θ）として、２０°≦θ≦４０°の範囲内において前記斜方蒸着と前記イオンアシストとを互いに同じ側の方向から行う無機配向膜の形成方法とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、斜方蒸着の蒸着角度に対するイオンアシストのイオン照射角度を最適化することで、無機配向膜表面のカラム構造間に生じる隙間を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の無機配向膜の形成方法を模式的に示す図である。真空蒸着室（真空チャンバー）１１の内部には、ＳｉＯ2からなる蒸着源１２と、被蒸着対象である基板（例えば、ガラス基板）１３と、イオン発生器であるイオンガン（例えば、Ｖｅｅｃｏ製Ｍａｒｋ２）１４とが配置されている。基板１３は、その基板面（被蒸着面）を下方に向けて治具等（不図示）を用いて斜めに固定され、蒸着源１２とイオンガン１４は、その蒸着方向１２ａとイオン照射方向１４ａとが互いに同じ側の方向を向くように配置されている。更に蒸着源１２とイオンガン１４は、基板面に対してそれぞれ所定の角度を持って配置されており、蒸着源１２の蒸着方向（蒸着粒子堆積方向）１２ａが基板面と成す角度（蒸着角度）をθとした場合に、イオンガン１４のイオン照射方向１４ａが基板面と成す角度（イオン照射角度）が２θ（±０．２θ）であり、尚且つ角度範囲が２０°≦θ≦４０°となるようにそれぞれの角度が設定されている。但し、イオン照射角度２θは厳密に２θではなく、ある程度の許容誤差があり、本発明を実施する上で必要十分な許容誤差としては２θの±１０％、即ち±２θ×０．１＝±０．２θである。尚、本実施例では蒸着角度θ＝２０°としてイオン照射角度２θ＝４０°（許容誤差：±４°）に設定している。
【００１３】
また、斜方蒸着時の各種制御パラメータとしては、斜方蒸着の蒸着レートを６〜１０Å／ｓｅｃ設定すると共に、イオン発生源にはＯ2ガスイオンを用い、ガス流量を７〜８ｓｃｃｍ、加速電圧を１７０Ｖ、電流を０．７ｍＡ、蒸着中のチャンバー内圧力を５×１０-3Ｐａ以下に設定する。イオン発生源にＯ2ガスイオンを使用する目的としては、蒸着源であるＳｉＯ2の蒸着時の酸素欠損を補うこと等が挙げられる。尚、これらの設定値はあくまで１つの実施形態であり、これに限定されるものではない。
【００１４】
本実施例では、以上設定環境の下でイオンアシストを併用しつつ斜方蒸着を行い、基板表面に厚さがおよそ５００Åで、カラム構造の傾斜角度がおよそ６５°（この際の液晶のプレチルト角は基板面から８３°）の無機配向膜を形成した。図２は、本発明の無機配向膜の形成方法により形成された無機配向膜を模式的に示す要部拡大断面図で、当該図２に示すように、蒸着角度θ＝２０°に対しイオン照射角度を２θ＝４０°として斜方蒸着を行うことで、従来生じていた無機配向膜表面のカラム構造間の隙間４にも蒸着粒子１２ｂが堆積して充填された状態となる。図３は、本発明の無機配向膜の形成方法により形成された無機配向膜表面のＳＥＭ画像であり、当該図３を参照すると、隣接するカラム構造３の影となる部分にも蒸着粒子１２ｂが堆積しており、無機配向膜表面の隙間４（図中の黒色部分）が図７と比較して減少しているのが分かる。
【００１５】
図４は、上記実施例の比較例として、蒸着角度θ＝２０°に対し、イオン照射角度を２θ＝４０°より大きい６０°に設定して形成した無機配向膜表面のＳＥＭ画像であり、図５は、図４に示した無機配向膜の表面を模式的に示す要部拡大断面図である。この比較例では、イオン照射を２θ（±０．２θ）の角度関係から外れる照射角度６０°で行っている。これによれば、カラム構造間の隙間４がイオン照射角度を２θ＝４０°で行った前記実施例と同様に減少してはいるものの、基板面に対するイオン照射角度が大きいためイオンガン１４から照射されたイオンの流れにより蒸着粒子の流れが必要以上に変化し、結果として図５に示すようにカラム構造の傾斜角度δが変化してしまっている。カラム構造３の傾斜角度δが変化すると、液晶分子の配列状態が変化してしまい所望の表示特性が得られなくなる。以上のことからも、蒸着角度をθとした場合にイオン照射角度を２θとすることの有効性が判断できる。
【００１６】
本願出願人は、蒸着角度とイオン照射角度の２つのパラメータを互いに変化させて実験を繰り返し、無機配向膜表面のＳＥＭ画像や液晶表示素子駆動時の実際の液晶配向を基にその実験結果の良否を判定した。実験は、蒸着角度とイオン照射角度を互いに１０°刻みで変化させて行い、その結果、液晶分子を垂直配向（プレチルト角８０〜８５°）させるのに有効なカラム構造の傾斜角度６０〜８０°を達成し、尚且つ隣接するカラム構造間の隙間を減少させる作用を得るためには、蒸着角度をθとした場合にイオン照射角度を２θ（±０．２θ）とし、角度範囲を２０°≦θ≦４０°とするのが効果的であることを見出した。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の無機配向膜の形成方法を模式的に示す図（実施例）
【図２】本発明の無機配向膜の形成方法により形成された無機配向膜を模式的に示す要部拡大断面図（実施例）
【図３】本発明の無機配向膜の形成方法により形成された無機配向膜表面のＳＥＭ画像（実施例）
【図４】イオン照射角度を６０°に設定して形成した無機配向膜表面のＳＥＭ画像（比較例）
【図５】図４に示した無機配向膜の表面を模式的に示す要部拡大断面図（比較例）
【図６】斜方蒸着により形成された無機配向膜を模式的に示す要部拡大断面図（従来例）
【図７】斜方蒸着により形成された無機配向膜表面のＳＥＭ画像（従来例）
【図８】イオンアシストを併用した斜方蒸着により無機配向膜を形成する方法を模式的に示す図（従来例）
【図９】蒸着粒子の堆積状況を模式的に示す基板表面付近の要部拡大断面図（従来例）
【符号の説明】
【００１８】
１      基板
２      無機配向膜
３      カラム構造
３ａ    頭頂部
４      カラム構造間の隙間
５      真空蒸着室（真空チャンバー）
６      蒸着源
６ａ    蒸着方向
７      基板
８      イオンガン
８ａ    イオン照射方向
９      蒸着粒子の流れ
１１    真空蒸着室（真空チャンバー）
１２    蒸着源
１２ａ  蒸着方向
１２ｂ  蒸着粒子
１３    基板
１４    イオンガン
１４ａ  イオン照射方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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